python并发编程: Python速度慢的罪魁祸首,全局解释器锁GIL

python速度慢的两大原因

  • 动态类型语言,边解释边执行
  • 由于GIL,无法利用多核CPU并发执行

GIL是什么?

全局解释锁(Global Interpreter Lock,GIL)是计算机程序设计语言解释器用于同部线程的一种机制,它使得任何时刻仅有一个进程在执行。即使在多核心处理器上,使用GIL的解释器也只允许同一时间执行一个线程。


在上图中的流程:

  • 当线程1在运行的时候,则会启动GIL
  • 当线程1需要进行IO操作时,GIL则会释放,此时线程1切换到线程2运行,GIL再次启用。
  • 当线程2运行IO时,GIL再次释放,此时线程2切换到线程3,GIL则再次启用。

为什么有GIL这个东西?

为了解决多线程之间数据完整性和状态同步问题。 举例子:Python中对象的管理,是使用引用计数器进行的,引用数为0则释放对象。开始:线程A和线程B都引用了对象obj,obj.ref_num = 2,线程A和B都想撤销对obj的引用

上图中线程A和线程B都引用了对象obj, 首先,线程A准备销毁obj引用,将计数器减1,刚减完,切换到了线程B, 线程B也要销毁obj引用,将计数器减1,然后判断引用等于0,则将其释放掉。 当切换到线程A继续执行的时候,发现obj的引用已经无法获取计数器的值了。 所以,就报错了。

怎么规避GIL带来的限制?

  • 多线程 threading 机制依然是有用的,用于IO密集型计算。因为在 I/O (read,write,send,recv,etc.)期间,线程会释放GIL,实现CPU和IO的并行。因此多线程用于IO密集型计算依然可以大幅提升速度。但是多线程用于CPU密集型计算时,只会更加拖慢速度

  • 使用multiprocessing的多进程机制实现并行计算、利用多核CPU优势。为了应对GIL的问题,Python提供了multiprocessing

总结

  • 多线程适用于IO密集型问题,当线程在处理IO问题时,将释放GIL锁,并切换至下一线程,线程的切换使用的是CPU,线程的处理使用的是IO,这样就实现了CPU和IO的并行。
  • 多进程用于处理CPU密集性问题,适用于充分发挥多核CPU的优势,多进程其实变相的解决了GIL锁的弊端。

本文由mdnice多平台发布

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 197,099评论 5 462
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 82,846评论 2 374
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 144,146评论 0 325
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,789评论 1 267
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,656评论 5 358
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,467评论 1 276
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,870评论 3 389
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,500评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,790评论 1 293
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,828评论 2 314
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,628评论 1 328
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,449评论 3 316
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,881评论 3 300
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,077评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,376评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,879评论 2 343
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,089评论 2 338

推荐阅读更多精彩内容